為什么有時(shí)候?qū)懭胛募膬?nèi)容卻沒(méi)有?沒(méi)什么printf打印在終端的內(nèi)容看不到?這一切背后有著怎樣早為人知的秘密?今天來(lái)說(shuō)說(shuō)緩沖的事。也許你已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)三種緩沖模式，但是今天要講的不止這些。
在系統(tǒng)架構(gòu)中，緩存可謂提供系統(tǒng)性能的最簡(jiǎn)單方法之一，稍微有點(diǎn)開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)的同學(xué)必然會(huì)與緩存打過(guò)交道，最起碼也實(shí)踐過(guò)。
如果使用得當(dāng)，緩存可以減少響應(yīng)時(shí)間、減少數(shù)據(jù)庫(kù)負(fù)載以及節(jié)省成本。但如果緩存使用不當(dāng)，則可能出現(xiàn)一些莫名其妙的問(wèn)題。
在不同的場(chǎng)景下，所使用的緩存策略也是有變化的。如果在你的印象和經(jīng)驗(yàn)中，緩存還只是簡(jiǎn)單的查詢、更新操作，，那么這篇文章真的值得你學(xué)習(xí)一下。
緩沖
為了減少使用read和write調(diào)用的次數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)IO庫(kù)提供了緩沖，有人可能會(huì)問(wèn)，為什么要減少它們的調(diào)用次數(shù)?很明顯read和write是系統(tǒng)調(diào)用，它們花費(fèi)的時(shí)間將會(huì)更多，本文不展開(kāi)描述，可以參考《庫(kù)函數(shù)和系統(tǒng)調(diào)用》。那么有哪三種緩沖類型呢?
全緩沖
在全緩沖的情況下，在填滿標(biāo)準(zhǔn)I/O緩沖區(qū)后，才進(jìn)行實(shí)際的I/O操作。寫(xiě)磁盤(pán)文件通常就是全緩沖的。舉個(gè)例子：
buff.c*/
#include
#include
int main(void)
{
/*以可讀可寫(xiě)的方式打開(kāi)*/
FILE *fp = fopen("./test.txt","w+");
if(NULL == fp)
{
perror("open file failed");
return -1;
}
/*寫(xiě)入內(nèi)容*/
char buf[] = "wechat:shouwangxiansheng\n";
fwrite(buf,sizeof(char),sizeof(buf),fp);
//fflush(fp);
/*sleep一段時(shí)間，以便觀察*/
sleep(20);
fclose(fp);
return 0;
}
打開(kāi)一個(gè)文件，并向里面寫(xiě)入一段字符串。我們編譯并運(yùn)行：
$ gcc -o buff buff.c
$ ./buff
此時(shí)觀察test.txt：
$ cat test.txt
發(fā)現(xiàn)它的內(nèi)容是空!明明已經(jīng)寫(xiě)入了為什么會(huì)什么東西都沒(méi)有?原因在于它默認(rèn)是全緩沖的，因此在將內(nèi)容寫(xiě)入文件后，并沒(méi)有直接存在文件中，當(dāng)程序關(guān)閉文件或者程序運(yùn)行完成退出后，再次查看：
$ cat test.txt
wechat:shouwangxiansheng
發(fā)現(xiàn)文件已經(jīng)有了內(nèi)容。除了等待程序運(yùn)行完成，還可以使用fflush函數(shù)，它可以將緩沖區(qū)中的內(nèi)容寫(xiě)入到磁盤(pán)中(終端驅(qū)動(dòng)設(shè)備表示丟棄緩沖區(qū)的數(shù)據(jù))。所以將fwrite下面一行的注釋去掉后，就可以發(fā)現(xiàn)，寫(xiě)入之后，就可以直接在文件中看到內(nèi)容了。所以當(dāng)你在寫(xiě)一個(gè)文件，但是查看文件卻沒(méi)有任何寫(xiě)入內(nèi)容時(shí)，不要一直懷疑自己的代碼。
行緩沖
行緩沖指的是當(dāng)遇到換行符時(shí)，或者緩沖區(qū)已經(jīng)滿了(一般1024字節(jié))，標(biāo)準(zhǔn)I/O庫(kù)執(zhí)行I/O操作。同樣舉個(gè)例子：
lineBuff.c*/
#include
#include
int main(void)
{
printf("wechat:shouwangxiansheng");
sleep(10);
return 0;
}
編譯運(yùn)行上面的程序：
$ gcc -o lineBuff lineBuff.c
$ ./lineBuff
你會(huì)發(fā)現(xiàn)，printf執(zhí)行完了之后，內(nèi)容并沒(méi)有馬上輸出到終端，而是在程序運(yùn)行完之后才輸出。聰明的你當(dāng)然也知道，要想打印完后直接輸出到終端，只需要改成下面這樣就可以了：
printf("wechat:shouwangxiansheng\n");
不帶緩沖
這個(gè)從字面就可以理解其意思了。同樣舉個(gè)例子：
noBuff.c*/
#include
#include
int main(void)
{
fprintf(stderr,"wechat:shouwangxiansheng");
sleep(10);
return 0;
}
編譯運(yùn)行你就會(huì)發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行完fprintf語(yǔ)句后，內(nèi)容直接輸出在終端，而不需要等到換行。一般來(lái)說(shuō)，標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤是不帶緩沖的。
總結(jié)
通過(guò)上面的一些例子，我們也發(fā)現(xiàn)了這樣一些規(guī)律：
通常磁盤(pán)上的文件是全緩沖區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)輸入和標(biāo)準(zhǔn)輸入通常是行緩沖的指向終端設(shè)備的流通常是行緩沖，而指向文件時(shí)，則是全緩沖為了盡可能顯示錯(cuò)誤信息，標(biāo)準(zhǔn)錯(cuò)誤是不帶緩沖的
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